Контроль качества функционирования систем передачи и сетей SDH

Отказ - это прекращение способности объекта выполнять требуемую функцию. Для классификации отказов используются понятия аномалии или нарушения и дефекта, или неисправности [4].

Аномалия (нарушение) - это расхождение между текущим и требуемым значениями параметра объекта. Аномалия может влиять или не влиять на способность объекта ТЭ выполнять требуемую функцию.

Дефектом (неисправностью) считается ограниченный перерыв в способности объекта ТЭ выполнять требуемую функцию. Он может требовать или не требовать действий по ТЭ в зависимости от оценки результатов дополнительного анализа. Последовательные аномалии, вызывающие уменьшение способности объекта ТЭ выполнять требуемую функцию, рассматриваются как дефект.

Контроль качества функционирования систем передачи и сетей SDH -это процесс, при котором аномалии и дефекты, обнаруженные в объекте ТЭ, анализируются и проверяются. Анализ может быть внутренним или внешним относительно объекта ТЭ. Внешний анализ может выполняться либо местными, либо централизованными средствами.

Указанный контроль включает три непрерывно и совместно проводимых процесса контроля для выявления:

аномалий (кратковременный процесс);

дефектов (среднесрочный процесс);

ухудшенного качества функционирования (долговременный процесс).

Каждый процесс контроля сопровождается определенными собранными данными об аномалиях и дефектах объектов ТЭ. Процессы контроля 1 и 2 указывают на возникновение состояния аномалии и дефекта соответственно. Контроль за ухудшением качества показывает уровень качества функционирования объекта ТЭ, т. е. является ли качество функционирования данного объекта ТЭ хорошим, ухудшенным или неприемлемым. Уровень качества определяется на основе данных об аномалиях и дефектах, полученных и проанализированных за указанный (заданный) интервал времени. Пороги, разделяющие ухудшенные и неприемлемые пределы качества, и интервал наблюдения устанавливаются для каждого дефекта и подтвержденного состояния неработоспособности или для пакета аномалий и дефектов, а также для каждого типа объекта ТЭ. Индикация ухудшенного или неприемлемого значения рабочих параметров выдается каждый раз при превышении порога. Этот процесс показан на рис. 6.7 [4].

До недавнего времени критерием, с помощью которого оценивалось качество передачи по цифровым трактам, был средний коэффициент ошибок Кош за длительный временной интервал. По мере того, как выяснялись причины возникновения ошибок в цифровой сети, становилось понятно, что этот критерий не является оптимальным. Он пригоден для оценки систем передачи, где имеют место случайные ошибки. Но в системах передачи большой емкости, например, систем передачи SDH уровней STM -16и STM -64,которые в настоящее время широко применяются на транспортных сетях, возникают пачки цифровых ошибок. Эти ошибки нельзя точно оценить по одиночным ошибкам, так как свойства ошибок изменяются во времени.

Рис. 6.7

Для оценки качества проектирования, построения и эксплуатации цифровых сетей ранее использовалась Рекомендация ITU-T G.821, которая была основополагающей. Она определяла также направления разработки оборудования систем передачи и измерения ошибок, используемые в цифровых сетях. Однако с течением времени при практическом применении указанной рекомендации возникли две проблемы:

1) требования к качеству функционирования относятся исключительно к цифровым каналам со скоростью передачи 64 кбит/с; практически же контроль ошибок в настоящее время осуществляется в ЦСП, работающих на значительно более высоких скоростях;

2) определения параметров качества основываются на регистрации ошибочных битов и, исходя из этого, на измерении коэффициента ошибок по битам; в устройствах встроенного контроля плезиохронных ЦСП коэффициент ошибок по битам оценивается без перерыва связи, например, по нарушению свойства чередования полярности символов линейного кода; однако эта оценка приблизительна и не всегда адекватно отражает статистику цифровых ошибок в ЦЛТ.

Ошибочные биты могут быть однозначно опознаны при известной контролируемой последовательности, т. е. при измерении К _ошс перерывом связи. Эти недостатки учтены в Рекомендации ITU-T G. 826, которая удовлетворяет следующим требованиям:

1) пригодность для оценки цифровых каналов и трактов с различными скоростями передачи;

1) возможность измерения параметров качества без перерыва связи;

2) независимость результатов оценки от среды передачи и от системы передачи (PDH или SDH);

3) ужесточение целевых величин оценки качества с учетом возможностей современных систем передачи SDH.

В соответствии с новой рекомендацией для оценки качества функционирования систем передачи SDH без перерыва связи используются встроенные устройства контроля ошибок, которые имеются в оборудовании систем передачи SDH. Это потребовало отказа от измерения ошибок по битам и перехода к измерению «блочных» ошибок (см. подразд. 5.3.2).

Блок определяется как группа следующих друг за другом битов, которые могут быть закреплены за исследуемым соединением (трактом). Контроль основан на наблюдении за следующими четырьмя различными показателями (событиями) ошибок:

1) блок с ошибками ЕВ (Errored Block) - блок, в котором имеется одна или несколько ошибок по битам;

2) секунда с ошибками ES (Errored Second) - интервал времени в одну секунду, в котором имеется один блок с ошибками или несколько блоков с ошибками;

3) секунда с серьезными ошибками (или секунда, пораженная ошибками) SES (Severely Errored Second) - отрезок времени в одну секунду, который содержит более 30 % блоков с ошибками или, по крайней мере, один период с большим количеством ошибок, или сильно пораженный ошибками период;

4) фоновая блочная ошибка ВВЕ (Background Block Error) - блок с ошибками, не относящийся к секунде, пораженной ошибками, т. е. к SES. Этот вариант называют также последовательными секундами с серьезными ошибками CSES (Consecutive Severely Errored Seconds)[77].

Практически контролируются (измеряются) относительные величины, которые в действующих нормах называются коэффициентами ошибок:

коэффициент ошибок по секундам с ошибками ESR (Errored Second Ratio) - отношение секунд с ошибками к общему числу секунд в интервале измерения;

коэффициент ошибок по секундам с серьезными ошибками SESR - отношение секунд с большим количеством ошибок к общему числу секунд в интервале измерения;

коэффициент ошибок по блокам с фоновыми ошибками BBER - отношение количества блоков с ошибками к общему количеству блоков в измерительном интервале времени.

Все сигналы первичной информации об ошибках от различных датчиков либо передаются от каждого объекта ТЭ в блок обработки, либо обрабатываются на месте. Показатели рабочих параметров определяются на основе этой информации. Каждый показатель, называемый показателем ошибок (ES, SES, ВВЕ),обрабатывается отдельно, чтобы затем вычислить коэффициенты ошибок, которые характеризуют качество работы объекта ТЭ.

Показатели ошибок основных цифровых каналов и высокоскоростных трактов являются статистическими параметрами и нормы на них установлены с соответствующей вероятностью их выполнения. Для показателей ошибок разработаны долговременные и оперативные эксплуатационные нормы [4].

Долговременные нормы определены на основе Рекомендаций ITU-T G.821 для ОЦК и G.826 - для высокоскоростных цифровых трактов. Проверка долговременных норм требует в эксплуатационных условиях длительных периодов измерения - не менее одного месяца.

Оперативные нормы относятся к экспресс-нормам; они определены на основе Рекомендаций ITU-T М.2101, М.2110, М.2120, для систем передачи и сетей SDH и требуют для своей оценки относительно интервалов измерения: 15 мин, один час, одни сутки, семь суток.

Для анализа результатов контроля определяются пороговые значения S 1и S 2коэффициентов ошибок ESR и SESR за некоторый интервал наблюдения (измерения). Если, например, за этот интервал в процессе эксплуатации по результатам контроля получено значения коэффициентов ошибок ESR и SESR, равное S, то это означает:

S ≥ S2 - неприемлемое качество;

S 1 < S < S 2 - ухудшенное (плохое) качество;

S ≤ S 1 - приемлемое (хорошее) качество.

Современные требования к средствам и системам передачи SDH предопределили появление дополнительных возможностей контроля качества функционирования аппаратуры СЛТ - синхронных линейных мультиплексоров, линейных регенераторов, волоконно-оптических усилителей, которые должны обеспечивать:

формирование и передачу аварийных сообщений как в сторону СЛТ (в сторону линии), так и в сторону пункта доступа (в сторону станции) при возникновении аварий (отказов) в аппаратуре данного пункта;

с помощью устройств встроенного контроля без перерыва связи осуществление оценки уровней мощности оптического излучения на выходе тракта передачи и на входе тракта приема как на ближнем, так и на дальнем конце СЛТ; это обеспечивает непрерывный контроль за величиной системного запаса (энергетического потенциала) на прилегающем регенерационном (или усилительном) участке;

автоматическое отключение лазера ОПД при пропадании входного сигнала на оптическом интерфейсе приемника и ограничение уровня мощности излучения ОПД до предельно допустимого уровня для лазера используемого класса при разъединении или обрыве оптического волокна в тракте передачи СЛТ;

контроль показателей ошибок ES и SES без перерыва связи как на ближнем (Nearer)(NES, NSES),так и на дальнем (Farther)концах (FES, FSES)СЛТ.